Комбинированный двигатель, работающий с одной стороны поршня внутренним горением, с другой стороны паром

 

Класс 46 d, 7

Мвто екм аидетельстм и иыфетиие

ОПИСАНИЕ комбинированного двигателя, работающего с одной стороны поршня внутренним горением и с другой стороны паром (например, аммиака).

К авторскому свидетельству Г. И. Горохова, заявленному

15 сентября 1931 года (спр. о перв. №. 94553).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 августа !932 года.

Изобретение относится к комбинирован- ным двигателям, работающим с одной стороны поршня внутренним горением и с другой стороны паром (например, аммиака), с цилиндрами, которые расположены внутри котла.

В предлагаемом двигателе продукты гс- 1 рения, с одной стороны поршня цилиндра высокого давления, и пар, с другой его стороны, но ступают для последующего расширения в цилиндр низкого давления, каковые цилиндры действуют на два параллельных вала, сочлененных между собою зубчатками. Для выталкивания про- дуктов горения из цилиндра высокого I давления, в последнем помещен вспомога-, тельный поршень, снабженный каналами и клапаном для ввода свежего воздуха, ; подаваемого насосом. Вспомогательный, поршень приводится в движение от вала двигателя посредством связанной с послед- ним зубчатки, кривошип которой соеди- нен шатуном с двуплечим рычагом, пе-, рсдвигающим ползун, несущий секторную зубчатку, действующую на рейку поршня.:

На чертеже фиг. 1 изображает верти- кальный продольный разрез комбиниро-, ванного двигателя, работающего внутрен- ним горением и паром (например, аммиа-, ка); фиг. 2 — его поперечный разрез; фиг. 3 — вид сверху- механизма для движения вспомогательного поршня; фиг. 4, -5, 6 и 7 — положение золотников, распределяющих продукты горения и пар в цилиндре низкого давления, в различные моменты работы; фиг. 8 в вид сверху перегрев ателя.

В рабочий цилиндр 7 высокого давления вводится под давлением воздух в количестве, превышающем нормальное нагюлнение цилиндра. Ходом рабочего поршня 2 воздух в цилиндре сжимается до давления обычного в дизелях и в камеру сжатия подается через форсунку 42 нефть.

В конце хода расширения давление газов понижается и через выпускные окна 4 цилиндра 7 газы продуктов горения поступают в цилиндр 5 низкого давления, где они и расширяются. Из цилиндра 7 газы выталкиваются вспом огательным поршнем б, приводимым в действие особым механизмом. Через клапан 9 поршня 6 по окончании выхлопа, в рабочий цилиндр 1 поступает воздух, нагнетаемый по трубопроводу 7 насосом 8. Работа в цилиндре 7 происходит в два такта с таким разделением: при повороте коленчатого вала от 0 до 120 — расширение, от 120 до 240 — выпуск в цилиндр 5, от

240 до 360 — наполнение и сжатие. Вспомогательный поршень 6 совершает свое движение за время прохождения коленча- того вала от 140 до 320, и, в момент закрытия поршнем выпускного окна 4 (при 240 ), плоскости обоих поршней на это время прикасаются одна к другой и, таким образом, происходит полное вытеснение продуктов горения. При дальнейшем движении, поршень 6, двигающийся быстрей поршня 2, уходит раньше, пропуская в цилиндр через клапан 9 свежий воздух, который, проходя через наклонные каналы 10, получает энергичное завихрение.

Правая часть цилиндра 1 с обратной сторона поршня 2, используется для работы паром, который, под таким же давлением, как и выпускаемые из цилиндра 1 газы, заполняет цилиндр 1 с другой стороны поршня при вращении коленчатого вала от 180 до 300, и затем выпускается в цилиндр 5 низкого давления с обратной стороны поршня, где пар и расширяется.

Отработанный пар из цилиндра 5 через клапан 72 выпускается в трубопровод 73, откуда он идет в радиатор, холодильник или конденсатор. Две пары цилиндров высокого давления — 1 и 23 и низкого—

5 и 24 соединены между собой (фиг. 4 — 7) паро- и газопроходами и, помешенные внутри парового котла, составляют описываемый комбинированный двигатель.

Выхлопные газы продуктов горения из цилиндра 5 выпускаются через трубу 14 открытием золотника 15 в перегреватель 16 котла, где газы проходят по винтовому ходу, образованному водопроводом 77.

Пройдя перегреватель продукты горения по трубкам 18, поставленным вокруг перегревателя, поступают в кольцеобразный трубопровод 19, а из него по трубе 20 в топливник 21, из которого по трубе 22 отводятся наружу. Топливник 21 служит для нагревания котла и образования пара при пуске двигателя, после чего топка его гасится и двигатель работает самостоятельно. Цилиндры высокого и низкого давления работают каждый на свой коленчатый вал; валы расположены параллельно друг к другу и сочленены между собой зубчатками 40 с поворотом колен на угол в 240 (фиг. 1). Это делается для того, чтобы начало выпуска продуктов горения из цилиндра 1 в цилиндр 5 приурочить к моменту нахождения поршня цилиндра 5 в верхней мертвой точке.

Пар из котла идет через перегреватель 16 в приемник 27, откуда он, через клапан или золотник, впускается то в один (от

180 до 300 ), то в другой цилиндр 1,23 высокого давления. Из последних пар поступает в цилиндры низкого давления посредством золотников 25. Золотники 15 и 25, распределяющие продукты горения и пар в цилиндрах низкого давления насажены на общий шпиндель (фиг. 4 — 7), который приводится в движение кулачною шайбою 26. Распределение устроено таким образом: при повороте верхнего коленчатого вала от 0 до 120 золотники находятся s положении, изображенном на фиг. 7, при чем выхлопной клапан из цилиндра 5 открыт, а золотником 25 открыт проход для пара из цилиндра 1 в цилиндр 5. При проходе коленчатого вала от 120 до 180 (фиг. 4) остается приоткрытым паровым золотником 25 проход из цилиндра 1 в цилиндр 5 для выпуска оставшегося пара. При проходе от

180 — 300 золотники 15, 25 находятся в положении, изображенном на фиг. 5, и от

300 до 360 --в положении на фиг. 6.

Клапан или золотник, впускающий пар в цилиндры высокого давления управляется самостоятельно от кулачков или эксцентрика. Также работают клапаны 12, выпускающие отработанный пар из цилиндров низкого давления. Поршни цилиндров 1 и23 высокого давления двигаются в противоположных направлениях и отстоят друг от друга на угол поворота-180".

Также поставлены поршни цилиндров 5 и 24 низкого давления.

Механизм, двигающий вспомогательные поршни 6 цилиндров высокого давления, состоит из зубчатки 28 с диаметром, меньшим в два раза зубчатого колеса коленчатого вала. На кривошип зубчатки 28 насажен шатун 29, другой конец которого связан шарнирно с двуплечим рычагом 30. шарнирно соединенным с ползуном 31 (фиг, 3), несущим двухстороннюю секторную зубчатку 32, зубцы которой входят в зубцы реек 33, помещенных на концах поршневых штоков, и двигают их. За время одного оборота коленчатого вала зубчатка 28 сделает два оборота и соответственно зубчатка 32 сделает два движения вперед и назад. Кривошип на зубчатке 28 устанавливается так, чтобы при прохождении рабочего поршня 2 через место, соответствующее углу поворота коленчатого вала на 140, зубчатка 32 находилась бы в верхней мертвой точке (фиг. 3), от которой совершается движение вспомогательного поршня 6 вперед и назад за время прохождения коленчатым валом от 140 до 320 . За период прохождения коленчатого вала от 320, через 360 до 140, поршень 6 цилиндра 1 остается неподвижным, а движение вторым концом зубчатки 32 передается на вторую рейку, которая передает движение вспомогательному поршню 6 цилиндра 23. таким образом, вспомогате,льные поршни цилиндров высокого давления поочередно совершают свои движения вперед и назад, выталкивая продукты горения для расширения в цилиндры низкого давления. Обратному движению вспомогательного поршня, который должен остаться неподвижным, препятствует давление сжимаемого и цилиндре воздуха.

Паровой котел предназначается для работы водным раствором аммиака, который из подогревателя 34 по трубопроводу 35 поступает вниз котла и постепенно поднимается вверх, вытесняемый вновь поступающим раствором и, нагреваясь от цилиндров и трубопроводов, выделяет аммиак из раствора. На крышке перегревателя устроен спиральный ход 36, по которому проходит нагретый раствор по пути к выходу из котла. Раствор, нагре ваясь от крышки перегревателя, выделяет оставшийся аммиак и выходит по трубопроводу 37 в подогреватель 34, где он своей теплотой подогревает вторично идущий в котел холодный раствор аммиака.

На подогревателе устанавливается цилиндр с предохранительным клапаном 38, соединенный трубопроводом 39 с паровым иространством котла, что необходимо для отвода выделяющегося из раствора аммиака при нагревании его в подогревателе. Пространство над предохранительным клапаном соединено трубопроводом с радиатором или холодильником. Отработаниый пар аммиака и охлажденная в подогревателе вода направляются в холодильHHK или радиатор, где они дополнительно охлаждаются и снова образуют раствор, который насосом накачивается в подогреватель и т. д. Котел и машина может с одинаковым успехом работать и водяным паром, но с меньшим коэффициентом полезного действия вследствие того, что вода требует много тепла на парообразование. При работе с водяным паром трубопроводы 39 и 37 снимаются, а подогреватель 34 используется для подогрева воды, питающей котел.

Предмет изобретения.

1. Комбинированный двигатель, работающий с одной стороны поршня внутренним горением и с другой стороны паром (например, .аммиака) с цилиндрами, расположенными внутри котла, отличающийся применением на ряду с цилиндрами 1, высокого давления цилиндров 5 низкого давления, предназначенных для расширения с одной стороны поршня продуктов горения, перешедших из цилиндра 1, а с другой стороны поршня — пара перешедшего из цилиндра 1 (фиг. 1).

2. В двигателе по п. 1 применение в цилиндре 1 вспомогательного поршня 6, снабженного каналами 10 и клапаном 9 для ввода свежего воздуха, подаваемого насосом 8 (фиг. 1).

3. -В двигателе по п.п. 1 и 2 применение нолзуна 31 (фиг. 3), несущего неполную секторную зубчатку 32, сцепляющуюся с рейками 33 поршней 6, и приводимого в движение от вала двигателя при посредстве зубчатки 28, шатуна 29 и двуплечего рычага 30 (фиг. 1), 4. В двигателе по п.п. 1 — 3 применение насаженных на общий шпиндель золотников 15 и 25, предназначенных для распределения продуктов горения и пара в цилиндре 5 и приводимых в движение кулачной шайбой 26 (фиг. 4 — 7).

5. Форма выполнения двигателя по п. 1, отличающаяся тем, что цилиндры высокого и низкого давления действуют на два параллельных вала, сочлененных между собою зубчатками 40. уп 3Я (— -1

Г е

, ро а

23 а

IP g N

@з

II 25

Й Дфф :.), !

5 и, I

Тылография,,И :КРЛ."

И авторскому свидиеяьству Г Н Горохова Ъ 27544